4.2 颤痕与断层面上反阶步的异同

通过上述分析可知，颤痕与断层面上反阶步的形成机理是一样的，反阶步就相当于走滑构造带上的R面，二者本质上没有差别。其实，类似的构造在日常生活中也是常见的，如：推土机铲地后在地表磨光面上留下的与运动方向相垂直的裂痕，用铁锹挖地时在潮湿而较硬的土块上留下的裂痕，甚至用刨床加工木材或用轧钢机碾压钢板时都可以留下相应的颤痕。

上述裂痕都属于剪切面上的相伴裂隙，也都相当于R面。既然如此，在地学野外调查时又如何区分断层面上的反阶步和冰川剥蚀面上的颤痕呢？笔者认为有两点可以将颤痕和反阶步区分开来：

第一：虽然反阶步表面延伸与断层运动方向（擦痕）也是垂直的，但反阶步一般呈直线型排列，而颤痕总是呈现出弧线形分布，其突出方向指向下游（冰川运动）方向。

第二：反阶步向断块深处延伸相对稳定，而每条颤痕的不同部位向岩石中延伸的程度是不一样的。颤痕的中间向深处延伸较大，而随着向两边延伸其深度逐渐变浅直至消失。

这种差异的根本原因在于：断层两盘的相对运动为两盘岩块全面接触的整体运动，故其形成的一系列反阶步本身相互平行且与断层运动方向垂直，向深处延伸的角度与深度都较为稳定。而颤痕为磨光面上冰体底部包裹着的岩石碎块局部与下伏岩石摩擦而产生的裂痕，因此以摩擦点为中心向前方左右呈弧形散开，如同用锤子敲击均匀岩石表面某点而产生的弧形羽裂是一个道理。裂痕首先产生于冰体下部岩块与下伏基岩的接触点，然后呈羽裂式向前（同时向岩石内部）延伸，而中间部分因裂隙深而表层部分岩石被揭掉，于是便在基岩表面形成一系列弧尖指向下游的颤痕（见图1、图3）。

在冰川侵蚀面上还伴有指示冰川滑动方向的冰川擦痕，与颤痕相垂直。如果风化作用强烈，基岩表面的擦痕就消失殆尽，而颤痕因向基岩内部延伸较深而被保留下来，成为第四纪冰川侵蚀作用的直接证据。鲁山的颤痕本身并无冰川擦痕相伴，说明该区风化作用比较强烈。

5、鲁山颤痕的地质意义

中国地学界对颤痕的报道极少。熊黑钢等报道了天山近代冰川羊背石表面的侵蚀标志，文中描述的“新月型凿口”从示意图上看与典型的颤痕一致，是冰川剥蚀的重要标志之一，尽管作者并没指明其为颤痕（熊黑钢等，1998）。笔者查阅相关资料发现，中国东部至今尚无颤痕发育的报道，因此本文很可能为第一篇讨论颤痕与第四纪冰川关系的文章，希望这个实例引起第四纪学界注意，今后在中国东部发现更多类似的冰川剥蚀证据。

（此处省略部分请到地质学报编辑部网站下载原文阅读）

颤痕是冰川在基岩表面剥蚀的直接证据之一，在国际上已经获得公认（Gary et al., 1972; Britannica, 2011; USGS, 2011），用断层或泥石流等难以解释。为了继续有益的学术争鸣，本文提供了颤痕发现点的详细信息，以便地学界同行前往观测，在野外事实面前提出或修改自己的认识，或者挑战前人的理论。如果说近年来在中国东部发现的第四纪冰川遗迹主要为冰川融水侵蚀地貌（如壶穴、冲刷槽等）或堆积地貌（冰碛物），本次颤痕的发现却是运动中的固体冰川对基岩进行剥蚀的直接证据，对第四纪学界关注的中国东部第四纪冰川问题必然产生重要的影响。

中国东部暴露地表的诸多冰川地貌标志之所以能保留至今，是因为其形成时间为更新世晚期。为了确定这些地貌标志的暴露时间，笔者等在赤峰、山东等地花岗岩山脊表面采集了石英样品进行宇宙成因核素测年研究。利用初步获得的三对10Be/26Al测试结果计算出的暴露年龄均为几万年，揭示了中国东部最终的冰川发育时间为110―10ka BP.之间，与全球的末次冰期时间吻合①。

6、结论

鲁山混合岩表面发育的颤痕是中国东部首次披露的颤痕，是冰体底部携带的砾石在基岩表面刮凿留下的痕迹，与冰碛堤、巨漂砾、壶穴和冲刷槽等构成一套完整的证据群，指示了鲁山地区第四纪冰川存在的历史。

颤痕的形成与断层面上的反阶步、剪切破裂面上的伴生裂隙一样，都是同旋向的剪切破裂面组合，剖面上看相当于走滑带中一系列雁列式的R剪切面。

颤痕不仅可以作为第四纪冰川冰体对基岩剥蚀的重要标志，而且还能指示冰体的运动方向。因此，鲁山颤痕的发现为中国东部曾经发育过第四纪冰川提供了直接的证据，对促进中国东部第四纪冰川地貌研究具有重要的意义。

鸣谢：

中国科学院海洋研究所赵松龄研究员提议并与作者一起对鲁山的第四纪冰川地貌进行考察，因而让笔者发现了颤痕，作者在此向赵老师表示诚挚的谢意。沂源猿人洞群风景名胜区办公室张安宏主任及其同事提供了热情的帮助，作者在此深表谢意。

参考文献和英文摘要略，以下为本文图版：